发明背景

Serenergy的国际专利申请WO2009/010066和WO2009/010067公开了质子交换膜(PEM)燃料电池，其中膜夹在刚性隔板之间，特别是双极板，其主要包含石墨和粘合剂。

关于燃料电池堆，尤其是PEM(质子交换膜)燃料电池，术语隔板是用于分隔膜的刚性板，其具有流动结构，通常为通道，以使氢燃料和含氧气体流动，并且还可能用于使传热液体如水、三甘醇(TEG)、矿物油或硅油流动以进行冷却。隔板包括双极板，冷却板，阳极板和阴极板。双极板具有第一侧面和相对的第二侧面，第一侧面具有用于向燃料电池膜提供氢燃料的第一流动通道场，第二侧面具有用于向相邻的电池膜提供氧的第二流动通道场。氧通常由空气提供。在用于燃料电池的替代构造中，提供阳极板和阴极板，阳极板的一个侧面具有用于向燃料电池膜提供氢的流动通道场，阴极板的一个侧面具有用于向燃料电池膜提供氧的流动通道场。然后将膜设置在阳极板和阴极板之间。任选地，阳极板或阴极板或两者具有相对的第二侧面，该第二侧面具有用于冷却剂流动的流动通道场，例如水作为冷却剂。术语隔板还包括冷却板，该冷却板在两个侧面均具有水流动通道场，用于冷却与该冷却板相邻的相应的阳极板和阴极板。在WO2009/010066和WO2009/010067中给出了各种构造的示例，其中也公开了在阳极板和阴极板之间使用冷却板。

Yeetsorn等人在John Cupoletti博士编辑的并于2011年发表在网站WWW.intechopen.com上的“Nanocomposites with Unique Properties and Applicationsin Medicine and Industry”ISBN 978-953-307-351-4一书中发表的文章“A Review ofThermoplastic Composites for Bipolar PlateMaterials in PEM Fuel Cells”中公开了用于生产双极板的复合材料的概述。在该文章中，作者讨论了热塑性树脂如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、液晶聚合物(LCP)、聚亚苯基硫醚(PPS)和氟化聚合物比热固性树脂更少用于双极板制造中。因此，该公开指出热固性树脂具有低粘度，因此包含较高比例的导电填料。特别地，环氧树脂被认为是聚合物复合双极板生产的普遍选择。

在转让给Serenergy的WO2018/072803中公开了另一种生产方法。示例的是双极板和阴极/阳极板组件。例如，将阴极板与阳极板背对背组合以形成双极组件，其间具有冷却通道场，该冷却通道场是背对背组件的一部分或由阴极板和阳极板背面之间的冷却板提供。

通常，使用垫片来确保各个板之间的紧密性。在许多情况下，使用含氟聚合物，例如在丹麦实用新型DK201800024U1中讨论的。在US5688293和US2005/008911中公开了包含聚偏氟乙烯(PVDF)的垫片材料。在US2007/207364中公开了另一个实例，其中将包含PVDF的混合物溶解在溶剂如碳酸亚丙酯或碳酸亚乙酯中，并施加到双极板上，例如通过涂漆或丝网刷进行施加，然后在压力下例如在150-200℃的温度下加热，持续时间至多5小时。

含氟聚合物的树脂可以从公司获得，特别是以SpeciatyPolymers销售的。PVDF聚合物以注册商标 和销售，例如在以下互联网网站上公开的属性表中所公开的：

https://www.solvay.com/sites/g/files/srpend221/files/2018-08/Solef- PVDF-Typical-Properties_EN-v2.7_0.pdf

垫片材料需要化学耐受燃料电池中的材料及其中的热量，并且尽管燃料电池堆中的组件膨胀和收缩，也必须提供长期的紧密性。关于垫片的材料和类型的各种建议反映了改进燃料电池堆寿命的持续效果。